БЕЛКИ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ

БЕЛКИ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ — комплекс белковых веществ, входящих в состав различных микроорганизмов, имеющих значение в повышении пищевых и кормовых белковых ресурсов планеты. В качестве возможных продуцентов белка рассматриваются различные виды дрожжей (см.), нецатогенных бактерий (см.), микроскопических грибов (см.), а также микроскопических водорослей (см.). Ряд особенностей имеет первостепенное значение при оценке перспективности индустриального производства и использования белков одноклеточных в практике сельского хозяйства и питания человека.

Во-первых, высокая скорость размножения одноклеточных. Сопоставление времени удвоения количества белка в составе различных живых организмов выявляет огромные преимущества микробиологического производства (табл.).

Таким образом, по скорости производства белка микроорганизмы не имеют себе равных в мире живых существ.

Во-вторых, высокое содержание белка в расчете на сухой вес одноклеточных. Обычно оно колеблется и пределах от 30 до 80%. Иными словами, культуры одноклеточных уже сами по себе являются высокобелковыми препаратами.

В-третьих, способность микроорганизмов утилизировать весьма разнообразные соединения углерода: крахмал, гидролизаты, парафины нефти, природный газ и др. Возможность столь широкого использования недефицитного сырья в качестве источника энергии и углерода при росте микроорганизмов вытекает из легкости их биохимической адаптации к условиям окружающей среды и адаптивного синтеза ферментов, что может служить ключом к использованию ранее недоступных природных веществ.

В-четвертых, возможность селекции штаммов, наиболее легко и полно утилизирующих новые сырьевые источники, и приспособления свойств этих штаммов к особенностям химической структуры сырьевых веществ и условиям роста.

В-пятых, возможность направленного генетического детерминирования химического состава микроорганизмов, а следовательно, и их пищевой ценности. Возможность приспособления химического состава белкового компонента микроорганизмов к потребностям высокоорганизованных организмов в незаменимых аминокислотах.

В-шестых, меньшая трудоемкость микробиологического производства белка по сравнению с сельско-хозяйственным производством: культивирование микроорганизмов в относительно компактных установках, занимающих ограниченные площади при большом выходе продукта; независимость процесса культивирования от сезона и климатических условий; возможность достаточно точно планировать и предопределять урожаи микроорганизмов на основе соблюдения необходимых условий производственного процесса и постоянства роста микроорганизмов; возможность осуществления непрерывного процесса роста микроорганизмов в течение 24 часов в сутки (независимо от условий солнечной радиации, температуры, влажности и др.).

Несмотря на чрезвычайную привлекательность микроорганизмов как источников белка, в отношении путей использования их как белковых резервов возникают достаточно большие расхождения. Некоторые специалисты, и особенно за рубежом, выступают за достаточно быстрое включение белков одноклеточных непосредственно в питание человека. Они полагают, что технические возможности в настоящее время настолько велики, что уже в ближайшее время возникнут перспективы получать из одноклеточных организмов белковые концентраты, придавать им соответствующие органолептические, в частности вкусовые, качества, товарный вид и предлагать населению эти новые белковые продукты для непосредственного употребления в пищу. Однако при решении вопроса о производстве продуктов питания из одноклеточных необходимо учитывать не только экономические доводы и удобства технологии, но и прежде всего доводы медицинских экспертов, определяющих гарантии полезности и безопасности их внедрения в практику питания населения.

Несмотря на то что население уже с давних пор регулярно использует в питании сравнительно небольшие количества дрожжей, вопрос о возможности введения их в рацион в количествах, обеспечивающих снабжение значительной квоты пищевого белка, встретил серьезные возражения. Появились сообщения, свидетельствующие о плохой переносимости нескольких десятков граммов дрожжей значительным количеством лиц. Одной из причин этой плохой переносимости дрожжей, несомненно, является чрезвычайно высокое содержание в большинстве одноклеточных нуклеиновых кислот (около 8—15% по азоту). Дело в том, что только у человека и некоторых антропоидов выражена уникальная особенность метаболизма пуриновых оснований с остановкой их трансформации на стадии мочевой кислоты (см. Пуриновый обмен).

В результате повышение содержания нуклеиновых кислот в рационе приводит к резкому возрастанию концентрации уратов в крови и тканях, приводящему затем к их отложению в суставах и мочевыводящих путях. Помимо пуриновых оснований, во многих микроорганизмах содержится ряд других, необычных для питания человека веществ, включая биологически активные пептиды, липидные компоненты, полисахариды и т. п., последствия систематического воздействия которых на организм человека далеко не ясны. Поэтому сколько-нибудь широкому использованию белков одноклеточных в питании должны предшествовать детальные и длительные медико-биологические исследования.

Гораздо более правильным следует признать широкое применение белков одноклеточных в животноводстве.

В СССР проводится широкая исследовательская работа по изучению наиболее потенциальных источников микробиологического белка, включая дрожжи, бактерии и водоросли. Особенно далеко советские специалисты продвинулись в исследованиях дрожжей, развивающихся на углеводородах нефти, и производимых на их основе кормовых белкововитаминных концентратов (БВК).

На основе детальных исследований, проведенных на многих десятках тысяч лабораторных и сельско-хозяйственных животных, показана выраженная способность дрожжей, выращенных на нормальных парафинах, стимулировать рост, а также целесообразность их применения в мясном животноводстве. Применение БВК особенно оправдано при откармливании свиней и птиц (бройлеров), которые, в отличие от жвачных животных, нуждаются в доставке с кормом больших количеств белка и которые способны метаболизировать нуклеиновые кислоты и пуриновые основания. Установлено, что производимые для нужд сельского хозяйства БВК полностью свободны от канцерогенных, тератогенных и мутагенных веществ, что при скармливании не происходит накопления в организме каких-либо посторонних веществ.

Таким образом, в нашей стране впервые разработана принципиальная технологическая схема индустриального многотоннажного производства белково-витаминных концентратов микробиологического происхождения и доказана биологическая и экономическая целесообразность их применения в сельском хозяйстве.

См. также Белки.

Библиография: Медико-биологические исследования углеводородных дрожжей, 1964 — 1970 гг., под ред. А. А. Покровского, М., 1972; Рекомендации, касающиеся международных мероприятий, имеющих целью предупредить угрозу недостатка белка, Нью Йорк, ООН, 1968; BunkerH.J. Growth of singlc-cell organisms for food, Rep. Progr. Appi. С hem., v. 55, p. 518, 1970; Mauron J. Developing new food sources, Blbl.«Nutr. et Dleta» (Basel), Jvft 16, p. 169, 1971, bibliogr.; Single-cell protein, ed. by R. I. Mateles a. S. R. Tannenbaum, Cambridge, 1968.

А. А. Покровский.